В сетях интегрального обслуживания

Сведения об алгоритмах обмена информацией

Тема 3. Процесс обмена информацией

Работа в сети базируется на двух, рассмотренных ранее, фундаментальных понятиях - адрес и протокол. Базовыми протоколами сети являются протокол TCP (протокол транспортного уровня) и адресный протокол IP (протокол сетевого уровня). Эти два протокола (Transmission Control Protocol, Internet Protocol) отвечают за разбивку информации на фрагменты (пакеты) и доставку пакетов по нужному адресу. Оба протокола работают совместно и поэтому базовый сетевой протокол определяют как TCP/IP. У каждого участника сети должен быть свой IP-адрес, без которого невозможна передача TCP-пакетов по назначению. Современные информационные сети состоят из опорных узлов (хостов), связанных между собой в сеть или общим протоколом, или через шлюзы и конечных пользователей, подключенных к узлам, принадлежащим провайдерам. У такой сети нет хозяина и центра; единственная централизация - специальный узел, распределяющий компьютерам адреса.

Каждому узлу сети, кроме IP-адреса, назначается доменное (иерархическое) имя, которое может состоять из 2-х и более слов - названий доменов. Домен, расположенный в записи адреса последним справа, является доменом верхнего уровня и характеризует тип (дополнение к имени) файла, а следующий левее домен - имя компьютера. Что касается домена верхнего уровня, то это признак либо территориальной (ru, ua, uk, fr), либо профессиональной принадлежности компьютера (com, net, org). Имя компьютера пользователь создает сам, но сервер, выделяющий адреса, прежде, чем присвоить имя, проверяет уникальность выбранного имени.

Компьютеры, которые не являются узлами сети, но имеют постоянную выделенную линию связи с каким-либо узлом, также получают постоянный адрес, состоящий из имени компьютера провайдера и собственного имени компьютера, назначенного ему сервером доменных имен провайдера. Компьютерам, связанным с провайдером коммутированной линией, адреса присваиваются провайдером на время сеанса.

Алгоритмы (правила) взаимодействия между собой пары программ называются протоколами. Одна из программ в этой паре является сервером, а другая - клиентом. Разные службы имеют разные прикладные протоколы. Например, для передачи файлов в Интернете используется прикладной протокол FTP (File Transfer Protocol). Разные протоколы иногда описывают лишь разные стороны одного типа связи; такие протоколы образуют стек протоколов, т. е. программное обеспечение.

Протоколы передачи данных содержат набор соглашений обмена данными между разными программами. Протоколы указывают способы передачи сообщений и обработки ошибок в сети. Самой распространенной системой классификации сетевых протоколов является рассмотренная ранее модель OSI (открытых информационных систем), в соответствии с которой протоколы по своему назначению делятся на 7 уровней - от физического (формирование и распознавание электрических или других сигналов) к прикладному (передачи информации дополнениями). Чаще всего пользователи работают с протоколами, указанными ниже.

1) HTTP ( Hyper Text Transfer Protocol) - протокол передачи гипертекста; используется при пересылке Web-страниц из одного компьютера на другой; при записи протокола после его имени располагается двоеточие и две наклонные вправо черточки (прямые слэши) - http://....

2) FTP ( File Transfer Protocol) - протокол передачи файлов из специального файлового сервера на компьютер пользователя; протокол FTP дает возможность абоненту обмениваться двоичными и текстовыми файлами с любым компьютером сети; при наличии связи с удаленным компьютером пользователь может скопировать файл из удаленного компьютера на свой или наоборот.

3) POP ( Post Office Protocol) - стандартный протокол почтовых связей; серверы POP обрабатывает входную почту, а протокол POP обрабатывает запросы на получение почты от клиентских почтовых программ.

4) SMTP ( Simple Mail Transfer Protocol ) - протокол, указывающий набор правил для передачи почты; сервер SMTP возвращает либо подтверждение о приеме, либо сообщение об ошибке, либо запрашивает дополнительную информацию.

5) TELNET - протокол удаленного доступа; он предоставляет возможность абоненту работать на любом компьютере сети, т. е. вызывать для работы программы, менять режим работы и др.

6) DTN - протокол космической телекоммуникации.

В сетях интегрированного обслуживания могут использоваться разные методы передачи данных: кабельные линии связи, наземные, радиосвязь. Но одних лишь линий связи недостаточно для надежной передачи информации; необходимо использовать коммутирующие, усиливающие и другие средства, которые вместе с линиями связи образуют канал связи (рис. 3.1).

Модем 1 Канал связи Модем 2

Канал передачи данных

Рис. 3.1.Канал передачи данных и канал связи.

В зависимости от режима использования каналы связи разделяются на некоммутированные (арендованные) и коммутированныеканалы. Некоммутированным - называется канал, созданный и существующий на протяжении определенного времени независимо от передачи информации. Коммутированный канал создается лишь на протяжении времени передачи каждого сообщения; в другое время отдельные его части используются с другой целью.

Канал передачи данных состоит из канала связи и устройств для передачи дискретных сигналов - модемов (сокращение двух слов - " мо дуляция -дем одуляция"), преобразующих цифровые сигналы в аналоговые и наоборот.

По скорости передачи данных модемы разделяют на низкоскоростные, среднескоростные и высокоскоростные; по конструктивному использованию - на внутренние и внешние модемы.

Информационная сеть представляет собой распределенную систему обработки информации, состоящую из территориально распределенных компьютеров, взаимодействующих между собой с помощью устройств связи. Компьютеры, входящие в состав сети, выполняют достаточно широкий круг функций, основными среди которых является организация доступа к сети, управление передачей информации, предоставление ресурсов и услуг абонентам сети. В соответствии с этим функциональным назначением все множество систем компьютерной сети можно разделить на абонентные, коммуникационные и главные (host) системы (серверы).

Абонентная система - компьютер, ориентированный на работу в составе компьютерной сети, обеспечивающий доступ к ее ресурсам.

Коммуникационные системы - узлы коммутации сети, выполняющие организацию составных каналов передачи данных между абонентными системами.

Сервер - специальный компьютер, предназначенный для выполнения основных сервисных функций: управления сетью, сбора, обработки, хранение и предоставление информации абонентам сети; файл-серверы и серверы доступа обеспечивают абонентным системам эффективный доступ к компьютерной сети.

Стремление к максимальному упорядочению и упрощению процессов разработки, модернизации и расширения сетей определило необходимость введения стандартов ( алгоритмов), которые регламентируют принципы и процедуры организации взаимодействия абонентов компьютерных сетей. Интенсивные работы в этом направлении ведутся несколькими следующими международными организациями:

1) Международной организацией стандартов (ISO);

2) Международным комитетом по телефонии и телеграфии (CCITT);

3) Европейской ассоциацией производителей компьютеров (ECMA).

Разработка и воплощение эталонной семиуровневой модели взаимодействия открытых информационных систем, что можно считать одним из самых важных результатов в области стандартизации компьютерных сетей, выполнены Международной организацией стандартов.

В качестве среды передачи информации в локальных сетях наиболее широкое применение имеют коаксиальный кабель, витые пары проводников и оптоволоконные кабели.

1) Коаксиальный кабель (рис. 3.2) является средством связи, который позволяет передавать информацию в достаточно большом частотном диапазоне. Физически коаксиальный кабель представляет собой двухпроводную линию связи, в которой один проводник (центральный) находится в середине второго. Диаметр центрального проводника существенно влияет на электрические параметры кабеля. Центральный и внешний проводники разделены между собой изоляцией. Качество функционирования локальной компьютерной сети в значительной степени зависит от электрических и механических характеристик кабеля.

Рис. 3.2. Коаксиальный кабель.

2) В настоящее время в локальных сетях применяется кабель на базе витых пар (рис. 3.3) проводников. Существует множество типов кабелей с извилистыми парами проводов. Кабели могут содержать четыре пары проводников или представлять собой жгуты с 25 и более парами неэкранированных или экранированных проводов.

Учитывая широкое использование кабеля на базе витых пар проводников в разных компьютерных сетях, разработан ряд стандартов, которые определяют электрические и монтажные параметры кабеля.

Рис. 3.3. Витые пары.

3) Наиболее перспективной средой передачи данных, обеспечивающей скорость передачи в несколько Гбит/с, является оптоволоконный кабель (рис. 3.4). В качестве среды передачи в нем используется оптическое волокно (световод), которое представляет собой тонкую стеклянную нить толщиной 50-100 мкм.

Информация по оптоволоконному кабелю передается с помощью световых сигналов. Роль источников света выполняют светодиоды или лазерные диоды. Прозрачность оптического волокна на несколько порядков выше прозрачности обычного стекла, что позволяет передавать световой сигнал на десятки километров без существенного снижения уровня сигнала. Оптическое волокно достаточно гибкое, это дает возможность прокладывать оптоволоконный кабель по каналам коаксиальных кабелей.

Рис. 3.4. Оптоволоконный кабель;

А - одножильное оптоволокно:D - диаметр центрального волокна; 1 - покрытие;

2 - полимерный изолирующий и защищающий от повреждений слой; Б - сечение восьмижильного кабеля: 1 - оптоволокна; 2 - стальная оплетка (для защиты от грызунов); 3 - стальной трос.

Дата добавления: 2014-01-13